AuNR-SMA：金纳米棒光谱形态自动化分析管线
介观与纳米尺度物理
2024-07-15 v1
摘要
开发一种 colloidal 合成程序以产生具有特定尺寸和高形状与尺寸纯度的纳米材料的过程往往是耗时且迭代的。这通常是由于耗时、资源和专业知识密集型的表征方法需要对纳米材料的尺寸和形状进行定量确定。吸收光谱通常是 colloidal 纳米材料表征的最简单方法，但由于缺乏可靠的方法从吸收光谱中提取纳米粒子形状，一般被视为金属纳米粒子更定性的度量。本工作展示了一种金纳米棒（AuNR）光谱形态分析（SMA）工具，即 AuNR-SMA，这是一种快速且准确的方法，从其吸收光谱中提取关于 AuNR 样品结构参数的定量信息。我们在三个不同的应用中应用 AuNR-SMA。首先，我们演示了其作为高通量 AuNR 合成程序中自动化分析工具的实用性，通过从光谱生成定量尺寸信息。其次，我们使用该模型生成的预测来训练一个机器学习模型，能够预测用于合成 AuNR 的反应条件导致的 AuNR 尺寸分布。第三，我们将该模型用于来自文献中提取的光谱，其中未报告 AuNR 的尺寸分布，以推断未报告的 AuNR 合成的定量信息。这种方法可以扩展到任何其他尺寸依赖于吸收光谱的纳米晶体系统，其中可能实现准确的数值吸收光谱模拟。此外，该管线可以集成到自动化合成装置中，以提供来自简单测量的可解释数据，并帮助以理性方式探索纳米粒子的合成科学或促进封闭环工作流程。
引用
@article{arxiv.2407.08769,
title = {AuNR-SMA: Automated Gold Nanorod Spectral Morphology Analysis Pipeline},
author = {Samuel P. Gleason and Jakob C. Dahl and Mahmoud Elzouka and Xingzhi Wang and Dana O. Byrne and Mumtaz Gababa and Hannah Cho and Ravi Prasher and Sean Lubner and Emory Chan and A. Paul Alivisatos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.08769},
year = {2024}
}